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Nature子刊:用CRISPR对付“癌中之王”

2016.3.01

  由于胰腺位置隐蔽,早期胰腺癌很难被发现,多数患者在确诊时已是晚期,5年生存率一般不到5%。这种生长快速而且转移率高的癌症,也被称为“癌中之王”。然而,人们对胰腺癌背后的分子机制还知之甚少。

  转基因小鼠模型是分析基因功能的理想途径,为人们揭示了许多胰腺癌发展的基础信息。不过,建立转基因小鼠模型需要的时间比较长。慕尼黑工业大学的研究团队建立了基于转染的CRISPR/Cas9递送体系,该体系可以对胰腺基因组进行快速有效的多重编辑,以便全面理解胰腺癌的发展机制。这项研究发表在二月二十六日的Nature Communications杂志上。

  CRISPR-Cas9原本是细菌在漫长的进化史中演化出的重要防御机制。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合,可以在引导RNA的指引下,靶标并切割入侵者的遗传物质。 CRISPR-Cas系统不仅操作简便,还有着很强的可扩展性,快速渗透到了生物学研究的各个领域。

  研究显示,CRISPR/Cas9多重编辑能够在小鼠中实现关键的胰腺癌研究,比如基因网络分析、协同致死筛选、染色体工程。CRISPR/Cas9建立的小鼠模型可以模拟染色体删除和染色体间易位,帮助人们从多个层面理解胰腺癌特有的突变。研究人员指出,基于转染的 CRISPR/Cas9递送系统可以很好的概括人类肿瘤的本质,广泛用于各种生物学和临床前研究。

  十多年来,RNAi一直是研究基因功能的王牌技术,然而新兴技术的涌现正在逐渐瓦解RNAi的统治地位。 Molecular Cell杂志为此推出了技术特刊,介绍了生物学领域近年来出现的新兴技术。其中一篇文章对RNAi、TALEN和CRISPR这三大工具的核心技术进行了全面比较,并且为基因功能研究提供了一份实用指南。研究者们可以根据自己的需要,简单直观的找到最适合自己的技术。

  就基因表达而言,目前人们主要还是一次研究一个基因。哈佛大学Wyss研究所的研究人员在著名遗传学家George Church的领导下利用CRISPR/Cas9系统开发了一种革命性技术。该技术可以揭示一连串基因回路对生物过程的影响,也可以精确指导干细胞分化,生成再生医学所需的移植器官。

  自CRIPSR系统被开发成研究工具以来,这一技术就陷入了激烈的知识产权之争。目前美国至少有两个研究团队就此技术提出了ZL申请:以Doudna为首的加利福尼亚大学团队,和以张锋为首的MIT和Broad研究所团队。前不久CRIPSR领域迎来的一个重磅新闻,美国ZL和商标局(USPTO)二月十六日将一项基因编辑ZL授予了CRISPR技术先驱Jennifer A. Doudna的Caribou Biosciences公司。这再次搅浑了原本已经相当复杂的CRISPR知识产权形势。

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